Как выглядят инопланетяне? Ключ находится в эволюции

Автор

Профессор эволюционной палеобиологии в центре эволюции Милнера, университет Бата

Заявление о раскрытии информации

Мэтью Уиллс получает финансирование от NERC и Фонда Джона Темплтона.

Партнеры

Университет Бата предоставляет финансирование в качестве члена беседы Великобритании.

Великобритания получает финансирование от этих организаций

Размышления о том, как выглядят инопланетяне, десятилетиями забавляли детей, кинопродюсеров и ученых. Если они существуют, окажутся ли инопланетяне похожими на нас, или они могут принять форму, превосходящую наши самые смелые фантазии? Ответ на этот вопрос действительно зависит от того, как мы думаем, что эволюция работает на самом глубоком уровне.

Голливуд дал нам свою долю гуманоидных инопланетян на протяжении многих лет. Первоначально это было необходимо, так как спецэффекты требовали, чтобы кто-то влез в резиновый костюм. По иронии судьбы, теперь, когда CGI делает все возможное, инопланетяне иногда выглядят еще более человечными, чтобы помочь зрителю установить с ними эмоциональную связь – например, в Аватаре Джеймса Кэмерона.

В настоящее время единственные формы жизни, которые мы можем изучать, находятся здесь, на Земле. Они имели одно происхождение около 3,5 миллиардов лет назад, но этот общий предок породил, возможно, 20 миллионов живых видов животных в одиночку. Они имеют тела, организованные в соответствии с около 30 различных планов тела в основных группах, называемых phyla.

Пятиглазая ископаемая опабиния могла бы сегодня дать начало пятиглазым животным. Нобу Тамура / wikimedia, CC BY-SA

Но когда животные впервые диверсифицировались около 542 м или более лет назад в кембрийском «взрыве», возможно, было еще большее разнообразие фундаментальных планов тела. Рассмотрим пятиглазых и хоботных Опабина на изображении выше, или стебель и почти цветок, как Диномишус наряду с нашим собственным дальним родственником, хордовым Пикайя.

Перезапуск ленты жизни

В известном мысленном эксперименте биолог Стивен Джей Гулд спросил, Что может произойти, если мы перемотаем «ленту жизни» и снова запустим ее. Гулд доказывал важность случайности в эволюции: измените одну маленькую вещь на ранней стадии, и последствия увеличатся с течением времени. В той версии истории, которую мы знаем, Пикайя или что-то очень похожее на него выжило и в конечном счете породило рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих и в конечном счете нас самих. Но что, если он погиб? Может быть, какая-то другая группа породила разумных существ, и теперь Вы читаете это с пятью глазами, а не обычными двумя? Если наше собственное происхождение на Земле действительно вращается на таких тонких петлях, почему инопланетяне, эволюционирующие на разных планетах, даже отдаленно напоминают нас?

Пикайя-ранний хордат, группа, к которой принадлежат люди. Нобу Тамура / wikimedia, CC BY-SA

Ответ, по мнению эволюционного биолога Саймона Конвея Морриса, кроется в феномене эволюционной конвергенции: процессе, в результате которого отдаленно родственные животные становятся очень похожими друг на друга. Например, сходная обтекаемая форма дельфинов, тунцов и вымерших ихтиозавров развивалась независимо друг от друга в ответ на одно и то же избирательное давление для эффективного перемещения по воде со скоростью.

Но какие аспекты инопланетной биологии мы могли бы ожидать? Биохимия на основе углерода, вероятно, основана на том, что углерод образует стабильные магистральные цепи и создает стабильные, но легко разрываемые связи с другими элементами. Другие элементы, в частности кремний и сера, создают менее устойчивые связи при температурах, подобных земной. Вода или какой-то другой растворитель также кажется необходимым. Для того чтобы эволюция происходила, необходим какой-то механизм хранения и воспроизведения информации с умеренной точностью, такой как ДНК, РНК или какой-то аналог. Хотя первые клетки появились на Земле довольно рано, многоклеточным животным потребовалось почти 3 миллиарда лет, чтобы эволюционировать. Так что вполне возможно, что жизнь на других планетах может застрять на одноклеточной стадии.

На планете, подобной Земле, также вероятно, что излучение от чужого солнца или солнц будет использоваться в биохимических путях в качестве источника энергии. Для умеренно крупных многоклеточных первичных продуцентов эффективное использование света, вероятно, требует системы сбора света из листьев и ветвей. Сходные формы и привычки эволюционировали конвергентно на Земле, поэтому мы могли бы ожидать «растений»с широко знакомыми формами на земных планетах.

За редкими исключениями, животные либо едят первичных производителей, либо друг друга, и есть только так много способов сделать это. Преследование пищи часто требует движения сначала ртом, поэтому у животного есть голова и хвост. Зубы и, вероятно, челюсти эволюционируют, чтобы удерживать и захватывать продукты питания. Перемещение по твердой поверхности требует специальных структур (таких как реснички, мышечная стопа или ноги) на границе раздела, так что есть задняя и передняя сторона. Как правило, это также придает двустороннюю (левую/правую) симметрию: действительно, большинство животных принадлежат к «супер-группе», называемой Билатерией.

Почему не гигантские разумные «насекомые»?

Но как насчет больших разумных существ с мозгами, способных преодолевать межзвездные расстояния? Насекомые, безусловно, самая богатая группа видов на Земле: почему инопланетяне не должны больше походить на них? К сожалению, наличие вашего скелета снаружи затрудняет рост и влечет за собой периодическое пролитие и отрастание. На планетах, подобных Земле, все, кроме относительно небольших наземных животных с внешними скелетами, разрушились бы под их собственным весом во время линьки, и некоторый критический размер может быть необходим для подходящего сложного мозга.

Гигантская Вета-одно из самых крупных насекомых. Департамент охраны природы Новой Зеландии, CC BY-SA

Относительно большой мозг, некоторая степень использования инструментов и способность решать проблемы, по-видимому, коррелируют на Земле и развивались многократно: у обезьян, китов, дельфинов, собак, попугаев, ворон и осьминогов. Однако обезьяны развили использование инструментов в значительно большей степени. Это, по крайней мере, частично результат ходьбы на двух ногах, которая освобождает передние конечности, и из-за ловкости наших пальцев (что также может быть ключом к происхождению письменного языка).

В конечном счете, присяжные не знают, в какой степени разумные инопланетяне – если они существуют – будут похожи на нас. Это может быть или не быть существенным, что у людей есть только два глаза и уши (как раз достаточно для стереовидения и слуха), и только две ноги (уменьшенные от первоначально более стабильных четырех). Многие другие органы также появляются парами в результате нашей эволюционно глубоко укоренившейся – и, возможно, неизбежной-двусторонней симметрии. Все же другие элементы нашего плана тела, вероятно, не более чем случайность. Тот факт, что у нас есть руки и ноги с пятью цифрами, является следствием фиксации на пяти у наших ранних тетраподных предков – близких родственников, экспериментировавших с семью или восемью.

Действительно, большинство видов были подвержены случайной «блокировке» во время развития – планы тела становятся стереотипными и негибкими с эволюционным временем. Отделить функциональное от случайного — одна из важнейших задач эволюционной биологии, и она может помочь нам лучше понять, чем инопланетные формы жизни могут отличаться от нас.

Основной способ, которым мы сейчас ищем разумную жизнь в космосе, — это прослушивание радиопередач или гамма-передач. Эти усилия все больше сосредоточиваются на звездных системах с планетами земного типа, поскольку считается, что именно в них наиболее вероятно зарождение жизни. В конце концов, легче искать «жизнь, как мы ее знаем», чем жизнь, как мы ее не знаем.

http://theconversation.com/what-do-aliens-look-like-the-clue-is-in-evolution-63899

Ссылка на основную публикацию